[發(fā)明專利]單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810068889.5
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN107992102B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李忠雙
• 申請（專利權(quán)）人: 包頭市艾派克自動化科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董成

本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法，包括：S1：建立像素坐標系x0y；S2：經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，找到太陽與被控對象之間的理想位置，通過光學(xué)對焦傳感器獲取此時刻圖片信息，將太陽圓心點對應(yīng)到像素坐標系中，計算出該點像素坐標，并標定該點所在曲線為工作狀態(tài)曲線y＇＝f(x＇)，計算出準備狀態(tài)曲線y＝f(x)；S3：調(diào)整所述被控對象，同時計算當前太陽圓心點的實際像素坐標(x₀，y₀)，使f(x₀)與y₀的偏差小于誤差允許值；S4：調(diào)整所述被控對象，同時計算當前太陽圓心點的實際像素坐標(x₀＇，y₀＇)，使f(x₀＇)與y₀＇的偏差小于誤差允許值。本發(fā)明的方法操作簡單方便，系統(tǒng)存在兩種狀態(tài)，可隨時切換，不需要為了切換狀態(tài)而時刻人工操作運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法。

背景技術(shù)

隨著能源緊缺形勢的日益嚴峻，綠色能源——太陽能的應(yīng)用也會逐步加深，我們國家是一個全球矚目的能源消耗大國，隨著國際常規(guī)能源價格的提高和供應(yīng)的緊缺，環(huán)境污染的日益嚴重，深入開發(fā)和利用綠色能源勢在必行。太陽能發(fā)電項目符合國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃的思路，為我國的能源“戰(zhàn)役”提供了強有力的作戰(zhàn)武器。

目前大多太陽能發(fā)電系統(tǒng)為雙軸跟蹤控制，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維護不方便，尤其針對太陽能接收器的軸向尺寸較大的情況(諸如槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng))。雖然雙軸跟蹤的發(fā)電效率較高，但是實現(xiàn)雙軸轉(zhuǎn)動的機械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，整體支架重量較重，而且轉(zhuǎn)動慣性大，影響精度。因此諸如次類太陽能發(fā)電發(fā)熱系統(tǒng)應(yīng)盡量采用單軸跟蹤控制。如圖1為現(xiàn)有的單軸雙閉環(huán)太陽能追日系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，但基于該系統(tǒng)的單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法存在以下不足之處：

1、精度低。僅依據(jù)天文模型進行太陽的追蹤控制，由于天文模型與實際太陽的位置情況不能完全吻合，所以實際追蹤結(jié)果不能達到十分精確，存在較大誤差。

2、響應(yīng)慢。即使實現(xiàn)了對天文模型的修調(diào)，由于非工作狀態(tài)所處位置與工作狀態(tài)位置差值不確定，從非工作狀態(tài)切換到工作狀態(tài)的過程所需時間可能會很長，不能實現(xiàn)快速響應(yīng)。

3、易超調(diào)震蕩。由于非工作狀態(tài)所處位置與工作狀態(tài)位置差值較大時，從非工作狀態(tài)切換到工作狀態(tài)的過程中，會使運行速度較大，容易存在超調(diào)震蕩問題，可能損壞太陽能接收器周邊設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中追蹤結(jié)果誤差較大，無法精確地達到理想位置的問題。

本發(fā)明的一種單軸雙閉環(huán)太陽跟蹤控制方法，包括步驟：

S1：建立像素坐標系x0y；

S2：經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，找到太陽與被控對象之間的理想位置，通過光學(xué)對焦傳感器獲取此時刻圖片信息，將太陽圓心點對應(yīng)到像素坐標系中，計算出該點像素坐標，連續(xù)計算同一天若干時刻理想位置太陽圓心點在像素坐標系中的像素坐標，將所得若干點擬合成曲線，并標定該曲線為工作狀態(tài)曲線y＇＝f(x＇)，計算出準備狀態(tài)曲線y＝f(x)，所述準備狀態(tài)曲線是距工作狀態(tài)曲線預(yù)定距離的曲線；

S3：調(diào)整所述被控對象，同時計算當前太陽圓心點的實際像素坐標(x₀，y₀)，使f(x₀)與y₀的偏差小于誤差允許值；

S4：調(diào)整所述被控對象，同時計算當前太陽圓心點的實際像素坐標(x₀＇，y₀＇)，使f(x₀＇)與y₀＇的偏差小于誤差允許值。

其中，所述步驟S3包括：